[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)容量配置方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811435280.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN109510195B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙艷軍;張俊峰;付聰;唐景星;王鈐;梁曉兵;劉軍;王洪濤;趙瑾;吳國炳;龍?chǎng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司;廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本發(fā)明公開了一種電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)容量配置方法及裝置，通過黑啟動(dòng)容量與黑啟動(dòng)階段的停電損失值，以及黑啟動(dòng)容量與區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部黑啟動(dòng)建設(shè)成本之間關(guān)系，利用二次函數(shù)進(jìn)行近似擬合，從而滿足邊際損失遞減，而邊際成本遞增，由此確定滿足最優(yōu)黑啟動(dòng)容量的條件時(shí)滿足邊際成本等于邊際損失的相反數(shù)，從而根據(jù)預(yù)置黑啟動(dòng)容量計(jì)算得到優(yōu)化黑啟動(dòng)容量，除此之外，由于優(yōu)化黑啟動(dòng)容量存在約束下限值，即最低黑啟動(dòng)容量，進(jìn)一步地，通過建立不同黑啟動(dòng)電源效用函數(shù)與偏好設(shè)置，根據(jù)效用特性確定區(qū)域內(nèi)各類黑啟動(dòng)電源的最優(yōu)容量，除此之外，利用電介數(shù)獲得外部電網(wǎng)黑啟動(dòng)支持方案，最終確定區(qū)域電網(wǎng)的最優(yōu)黑啟動(dòng)容量及各類黑啟動(dòng)電源的最優(yōu)容量配置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)容量配置方法及裝置。

背景技術(shù)

盡管現(xiàn)代電網(wǎng)具有較高的可靠性，大停電現(xiàn)象仍然難以避免。近十年間，在多個(gè)國家先后發(fā)生過大面積的停電事故，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成了嚴(yán)重?fù)p失，包括2006年西歐8國大停電、2009年巴西大停電、2011年日本大停電、2012年印度大停電以及土耳其2015年大停電等。隨著電網(wǎng)元素、結(jié)構(gòu)變化，近年來導(dǎo)致大停電的原因進(jìn)一步多樣化。在2016年9月28日南澳大停電中，風(fēng)機(jī)在極端天氣條件下非計(jì)劃脫網(wǎng)成為導(dǎo)致南澳電網(wǎng)崩潰的主要原因。2016年9月13日巴西遠(yuǎn)西北電網(wǎng)停電事故起因?yàn)橹绷鞴こ虄蓷l極線故障跳閘，重要直流輸電通道受阻。因此，可再生能源與交直流電網(wǎng)成為智能電網(wǎng)電力系統(tǒng)恢復(fù)研究的重點(diǎn)。但現(xiàn)有研究技術(shù)尚沒有對(duì)可再生能源滲透的交直流電網(wǎng)黑啟動(dòng)配置問題詳細(xì)地探討解決。

黑啟動(dòng)過程是在系統(tǒng)部分或全停后，選取具有黑啟動(dòng)能力的機(jī)組實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)、向非黑機(jī)組供電的過程。在此期間，黑啟動(dòng)資源(BSRs)將通過及時(shí)的功率支持幫助非黑啟動(dòng)機(jī)組恢復(fù)。區(qū)域電網(wǎng)黑啟動(dòng)資源包含內(nèi)部電源和外部電源。內(nèi)部黑啟動(dòng)資源指發(fā)生大停電的電網(wǎng)內(nèi)部具備自啟動(dòng)能力的機(jī)組。當(dāng)?shù)貐^(qū)內(nèi)部缺乏黑啟動(dòng)資源時(shí)，外網(wǎng)將提供黑啟動(dòng)支持。在這種情況下，相鄰系統(tǒng)將通過聯(lián)絡(luò)線提供緊急功率支持。

黑啟動(dòng)過程作為電力系統(tǒng)恢復(fù)過程的第一階段，是后期恢復(fù)過程的基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)予以重視。黑啟動(dòng)服務(wù)是電力系統(tǒng)輔助服務(wù)不可或缺的一部分。在實(shí)際應(yīng)用中，并非所有具備黑啟動(dòng)能力的機(jī)組都被選為黑啟動(dòng)服務(wù)供應(yīng)者。一方面，地區(qū)電網(wǎng)黑啟動(dòng)容量不足將會(huì)影響恢復(fù)效率；另一方面，如果地區(qū)電網(wǎng)黑啟動(dòng)容量設(shè)置過多將使得黑啟動(dòng)服務(wù)花費(fèi)高昂。

傳統(tǒng)黑啟動(dòng)容量(BC)包含兩種類型的可用出力：具備自啟動(dòng)能力機(jī)組的容量和輔機(jī)容量。隨著智能電網(wǎng)中雙向交互設(shè)備的發(fā)展，輸電系統(tǒng)運(yùn)營商(TSO)可以靈活調(diào)度現(xiàn)代電網(wǎng)中的各類新型黑啟動(dòng)資源來助力大停電后的黑啟動(dòng)過程。隨著控制能力的提高，可再生能源電源(RES)的可靠性和穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。相應(yīng)的，諸如風(fēng)-光-儲(chǔ)聯(lián)合電源等具有較高可靠性的黑啟動(dòng)資源出力可成為黑啟動(dòng)容量的一部分。另一方面，系統(tǒng)傳輸容量的提高和互聯(lián)電網(wǎng)的潮流控制需求催生了諸多高壓直流輸電(HVDC)工程。近期，高壓直流輸電環(huán)節(jié)被證明具備支持黑啟動(dòng)過程的能力。具備高度可控性和靈活調(diào)度能力的黑啟動(dòng)資源和高壓直流輸電環(huán)節(jié)可作為有價(jià)值的新型黑啟動(dòng)資源。如何添加新型黑啟動(dòng)資源參與到黑啟動(dòng)過程中，且確定區(qū)域電網(wǎng)中黑啟動(dòng)容量的最優(yōu)配置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)容量配置方法及裝置，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域電網(wǎng)中黑啟動(dòng)容量的最優(yōu)配置的確定。

本發(fā)明提供了一種電力系統(tǒng)黑啟動(dòng)容量配置方法，包括：

獲取區(qū)域電網(wǎng)一級(jí)負(fù)荷總量和主力非黑機(jī)組啟動(dòng)容量；

根據(jù)所述區(qū)域電網(wǎng)一級(jí)負(fù)荷總量和所述主力非黑機(jī)組啟動(dòng)容量確定最低黑啟動(dòng)容量；

對(duì)以黑啟動(dòng)容量為自變量，黑啟動(dòng)階段的停電損失值為因變量的第一函數(shù)，以及以黑啟動(dòng)容量為自變量，區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)部黑啟動(dòng)建設(shè)成本值為因變量的第二函數(shù)進(jìn)行二次函數(shù)近似，分別得到第一二次函數(shù)和第二二次函數(shù)；